精品解析:山东省德州市五校2024-2025学年高一上学期校际联考(二)物理试题
2025-01-16
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内容正文:
2024级校际联考(二)
物理学科试题
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多思想方法,极大地推动了自然科学的发展。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 在不需要考虑物体本身大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
B. 借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中,用到了理想模型法
C. 在验证力的平行四边形定则的实验中,用到了等效替代法
D. 某时刻的速度认为等于该时刻前后极短时间内的平均速度,是类比思想
2. 某次军事演习中,在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹A、B,炮弹轨迹如图所示,已知炮口高度相同,忽略空气阻力,则( )
A. B的加速度比A的大
B. B的飞行时间比A的短
C. B在最高点的速度比A在最高点的小
D. B打到目标时的速度比A打到目标时的大
3. 质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上,斜面足够长,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与动力小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车带动物体P以速率v沿斜面匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A. 小车的速率为v B. 小车的速率为vcosθ1
C. 小车速率始终大于物体速率 D. 小车做匀变速运动
4. 在地面将一小球竖直向上抛出,经时间到达最高点,然后又落回原处,若空气阻力大小恒定,则如下图所示的图像能正确反映小球的速度、加速度、位移、速率随时间变化关系的是(竖直向上为正方向)( )
A. B.
C. D.
5. 如图,质量为的物体,置于粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为的力推物体,物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量,且始终静止,,,。以下说法正确的是( )
A. 物体对斜面的压力大小为 B. 物体与斜面间的动摩擦因数为等于0.5
C. 水平地面给斜面的摩擦力大小为 D. 斜面对水平地面的压力大小为
6. 如图所示,天花板上固定有一光滑的定滑轮,绕过定滑轮且不可伸长的轻质细绳左端悬挂一质量为的铁块;右端悬挂有两质量均为的铁块,上下两铁块用轻质细线连接,中间夹一轻质弹簧处于压缩状态,此时细线上的张力为,最初系统处于静止状态。某瞬间将细线烧断,则左端铁块的加速度大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为30°的粗糙楔形斜面C,斜面上有一个质量为的物块B,轻绳一端与物块B相连,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮,连接一个质量为m的小球A,初始时对A球施加斜向右上方的拉力F,拉力F与竖直方向夹角为,轻绳与竖直方向夹角为。现让拉力F顺时针缓慢转动至水平向右方向,转动过程A、B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 初始时,拉力F的大小为
B. 初始时,斜面C对物块B的作用力大小为
C. 拉力F转动过程中,拉力F变大
D. 地面对斜面C的作用力先减小再增大
8. 如图所示,质量为 M,中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m 的小铁球,现用一水平向右的推力 F 推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成 .则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 小铁球受到的合外力方向水平向左
B. 系统的加速度为
C. 凹槽对小铁球的支持力为
D. 推力
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
9. 如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某一次球与球拍碰撞后,经过一段时间后球恰好垂直打在墙壁上的A点,已知球与球拍的作用点为B,A、B两点高度差为0.8m,B点和墙面之间的距离为1.2m,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。则下列说法中正确的是( )
A. 球到达A点时的速度大小为5m/s
B. 球在B点离开球拍时的速度大小为5m/s
C. 球从B点运动到A点的过程中速度变化量大小为4m/s
D. 球从B点运动到A点的过程中速度变化量大小为2m/s
10. 如图所示,物体在一水平恒力F作用下沿光滑水平面向右运动,它的正前方有一根劲度系数足够大的弹簧,当物体接触弹簧后,下列说法中正确的是( )
A. 物体立即做减速运动
B. 物体仍一直做加速运动
C. 在一段时间内继续做加速运动,速度继续增大
D. 当弹簧处于最大压缩量时,物体的加速度不为零
11. 研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据,得到如图所示的“速度一位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略,根据图像信息,下列说法正确的有( )
A. 弹性绳原长小于15m
B. 当运动员下降10m时,处于超重状态
C. 当运动员下降15m时,绳的弹力最大
D. 当运动员下降20m时,其加速度方向竖直向上
12. 如图甲所示,倾斜的传送带以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v-t图像如图乙所示,物块到达一定高度时速度为零,,,,则( )
A. 传送带的速度为4m/s
B. 物块上升的竖直高度为0.96m
C. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.5
D. 物块所受摩擦力方向一直与物块运动方向相反
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13. 物理学习小组利用实验室的器材设计了如图1所示的实验装置进行“验证两个互成角度的力的合成规律”实验,量角器竖直放置,结点O与量角器的中心点在同一位置。
(1)本实验采用的科学方法是___________(填选项序号)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
(2)实验中保持重物c质量不变以及O点位置不变,改变细绳与细绳的方向,细绳与细绳拉力的合力___________(填“变化”或“不变化”)。
(3)关于该实验,下列说法正确的是___________。
A. 弹簧测力计必须与量角器平行
B. 连接弹簧测力计的两细绳之间的夹角越大越好
C. 两细绳、必须垂直
(4)在某次实验中,弹簧测力计a、b的读数分别是、,然后只用弹簧测力计a测量物体重力,其读数为F,最后根据平行四边形定则作出、的合力。若操作正确,则作出的图应是图___________(填“2”或“3”)。
14.
(1)在某次“探究物体加速度与力、质量的关系”实验中:实验室已经提供了带有滑轮的长木板、电火花计时器、细绳、纸带、小车、钩码、小盘、薄木块、夹子、刻度尺等器材外,为了完成此实验,还需要下图中的实验器材是________。
A. B. C. D.
(2)该实验中,进行“平衡摩擦力”的操作,正确的是______。
A. 其目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到细线的拉力
B. 其目的是为了使小车受到细线的拉力等于所挂槽码重力
C. 平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
D. 每次改变小车的质量时,都需要重新平衡摩擦力
(3)图1所示打点计时器的纸带安装方式,其中正确的是______。图中使用的打点计时器适配电压为______(填“约8V”“220V”)交流电;
(4)某同学利用图2装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验,打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图3是实验获得的一段纸带,每隔4个点取一个计数点,则计数点2的读数是______cm,打下计数点3时小车的速度v=______m/s,通过纸带数据计算出小车的加速度a=______m/s2(后两问计算结果均保留2位有效数字)。
(5)某同学利用测得的实验数据,得到的a—F图像如图4所示,从图判断该同学在实验操作过程中,图像没过原点是由于______,图像的末端出现弯曲是由于______。
A.小车和长木板之间的摩擦力平衡不足
B.小车和长木板之间的摩擦力平衡过度
C.小车的质量远大于槽码的总质量
D.小车的质量没能远大于槽码的总质量
15. 如图所示,某人距离平台右端x0=10m处起跑,以恒定的加速度向平台的右端冲去,离开平台后恰好落在地面上的小车车厢底板中心。设平台右端与车厢底板间的竖直高度H=1.8m,与车厢底板中心的水平距离x=1.2m,取g=10m/s2,求:
(1)人离开平台时的速度v0;
(2)人运动的总时间t。
16. 如图所示,质量为2kg的金属块放在水平地面上,在大小为20N、方向与水平方向成37°角的斜向上拉力F作用下,从静止开始做匀加速直线运动,已知金属块与地面间的动摩擦因数µ0.5,力F持续作用2s后撤去(sin37°0.6,cos37°0.8,重力加速度g取10m/s2)。求:
(1)在F作用下,金属块的加速度为多大?
(2)撤去力F后金属块在地面上还能滑行了多远?
17. 华师附中教工气排球比赛正激烈进行,阮级长原地跳起,在如图离地高度为H的O点用力将球以速度水平击出,球恰好落在对方底线内侧的B点,顺利拿下一分。下一球对方组织进攻,吊球过网,在球即将落地时,许级长一跃飞身救球,于地面A点将球成功救起,球以大小为、方向与水平方向成的速度斜向上飞出,过网后,与地面发生了一次弹性碰撞(碰后水平分速度不变,竖直分速度大小不变,方向相反),该球运动中离地最大高度也为H,恰好也落在B点。已知A点在O点的正下方,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求图中AB间水平距离x(用含有H、v1和g的函数式表示);
(2)求两球初速度大小之比;
(3)若球网设置在如图所示的C位置,两人击出的排球都恰好能飞过球网顶端,求:
①两球从被击出到球网顶端所用时间之比;
②球网的高度h(结果用H表示)。
18. 质量为2kg的长木板A放在水平地面上,质量为1kg的物块B放在长木板的左端,给物块B施加一个水平向右的拉力,将从零开始逐渐增大,当为3N时,物块B和长木板A刚好要一起滑动,当为9N时,物块B刚好要相对长木板A滑动,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)A与地面之间的动摩擦因数大小和B与A之间的动摩擦因数大小;
(2)若开始拉物块B时,恒定为10N,结果拉力作用4s,物块B刚好从A上滑离,A的长度L为多少;
(3)用(2)问中作用时间后撤去,此后物块B刚好不滑离长木板A(长度L为(2)问中所求得的长度),则多大。
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2024级校际联考(二)
物理学科试题
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多思想方法,极大地推动了自然科学的发展。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 在不需要考虑物体本身大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
B. 借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中,用到了理想模型法
C. 在验证力的平行四边形定则的实验中,用到了等效替代法
D. 某时刻的速度认为等于该时刻前后极短时间内的平均速度,是类比思想
【答案】C
【解析】
【详解】A.在不需要考虑物体本身大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫理想化模型,A错误;
B.借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中,用到了放大法,B错误;
C.在验证力的平行四边形定则的实验中,用到了等效替代法,C正确;
D.某时刻的速度认为等于该时刻前后极短时间内的平均速度,是极限思想,D错误;
故选C。
2. 某次军事演习中,在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹A、B,炮弹轨迹如图所示,已知炮口高度相同,忽略空气阻力,则( )
A. B的加速度比A的大
B. B的飞行时间比A的短
C. B在最高点的速度比A在最高点的小
D. B打到目标时的速度比A打到目标时的大
【答案】C
【解析】
【详解】A.炮弹在空中运动忽略空气阻力,即做斜上抛运动,只受重力,加速度相同都为重力加速度,故A错误;
B.斜上抛运动在竖直方向为竖直上抛运动,水平方向为匀速直线运动,设上升的高度为,上升运动的时间为,下降的高度为,下降的时间为,根据竖直上抛运动的规律可知
,
由图可知,B上升的高度和下降的高度都比A大,故B运动时间比A运动时间长,故B错误;
C.根据斜上抛运动的规律可知,在运动的最高点只有水平方向的速度,两炮弹从最高点开始做平抛运动,由图可知,A的水平位移更大,A运动的时间更短,故A水平方向的速度更大,即B在最高点的速度比A的小,故C正确;
D.两炮弹从最高点平抛,则打到目标时的速度为
B的水平速度小,但其竖直高度比A大,则打到目标时的速度两者无法比较大小,故D错误。
故选C。
3. 质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上,斜面足够长,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与动力小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车带动物体P以速率v沿斜面匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A. 小车的速率为v B. 小车的速率为vcosθ1
C. 小车速率始终大于物体速率 D. 小车做匀变速运动
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.将小车的速度v1进行分解如图所示
则有
故AB错误,C正确;
D.小车向右运动时减小,则增大,由,可知v1减小,但不是均匀减小,故D错误。
故选C。
4. 在地面将一小球竖直向上抛出,经时间到达最高点,然后又落回原处,若空气阻力大小恒定,则如下图所示的图像能正确反映小球的速度、加速度、位移、速率随时间变化关系的是(竖直向上为正方向)( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据牛顿第二定律,上升过程有
下降过程有
可判断
即上升和下降过程加速度大小不同,所以v-t图像的斜率不相等,加速度的方向均竖直向下,为负值,故AB错误;
C.上升和下降过程中分别做匀变速直线运动,图像为曲线,不是直线,故C错误;
D.由于,且上升位移大小与下降时位移大小相等,所以上升用时短,下降用时长,故D正确。
故选D。
5. 如图,质量为的物体,置于粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为的力推物体,物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量,且始终静止,,,。以下说法正确的是( )
A. 物体对斜面的压力大小为 B. 物体与斜面间的动摩擦因数为等于0.5
C. 水平地面给斜面的摩擦力大小为 D. 斜面对水平地面的压力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.对滑块进行受力分析,设滑块受到的摩擦力为f,如图所示
根据平衡条件有
,
联立解得
,
根据牛顿第三定律可知,物体对斜面的压力大小为,故A错误;
B.根据
解得
故B正确;
CD.由于两个物体均处于平衡状态,故可以将滑块与斜面体看成一个整体来研究,设地面对斜面体的摩擦力大小、支持力大小,则受力分析,如图所示
根据受力平衡有
,
解得
,
故选CD错误。
故选B。
6. 如图所示,天花板上固定有一光滑的定滑轮,绕过定滑轮且不可伸长的轻质细绳左端悬挂一质量为的铁块;右端悬挂有两质量均为的铁块,上下两铁块用轻质细线连接,中间夹一轻质弹簧处于压缩状态,此时细线上的张力为,最初系统处于静止状态。某瞬间将细线烧断,则左端铁块的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】细线烧断前由整体法,根据平衡条件有
解得
对右侧下面m的分析,根据平衡条件有
解得弹簧的弹力
细线烧断时,以与上面为整体,加速度大小相同,由牛顿第二定律可得
解得
故选C。
7. 如图所示,粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为30°的粗糙楔形斜面C,斜面上有一个质量为的物块B,轻绳一端与物块B相连,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮,连接一个质量为m的小球A,初始时对A球施加斜向右上方的拉力F,拉力F与竖直方向夹角为,轻绳与竖直方向夹角为。现让拉力F顺时针缓慢转动至水平向右方向,转动过程A、B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 初始时,拉力F的大小为
B. 初始时,斜面C对物块B的作用力大小为
C. 拉力F转动过程中,拉力F变大
D. 地面对斜面C的作用力先减小再增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.初始时,对A分析可知,拉力F的大小为
选项A错误;
B.初始时,因细绳对B的拉力不为零,可知斜面C对物块B的作用力大小不等于B的重力,选项B错误;
C.由平行四边形定则可知,拉力F转动至水平向右的过程中,拉力F变大,细绳的拉力逐渐变大,选项C正确;
D.则对BC整体分析可知,整体受重力、地面对C的作用力和细线的拉力作用,由平衡可知,地面对C的作用力与整体的重力以及细线拉力的合力等大反向,因整体重力不变,细线拉力变大且两个力的夹角一定,可知重力和细线拉力的合力变大,即地面对斜面C的作用力逐渐增大,选项D错误。
故选C。
8. 如图所示,质量为 M,中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m 的小铁球,现用一水平向右的推力 F 推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成 .则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 小铁球受到的合外力方向水平向左
B. 系统的加速度为
C. 凹槽对小铁球的支持力为
D. 推力
【答案】C
【解析】
【详解】A. 小球的加速度方向水平向右,所以合外力方向水平向右,故A错误;
B. 对小球进行受力分析得: ,解得:a=gtanα,所以系统的加速度为
故B错误.
C. 对小球进行受力分析,如图,则凹槽对小铁球的支持力
故C正确.
D. 对整体进行受力分析,根据牛顿第二定律得:
故D错误.
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
9. 如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某一次球与球拍碰撞后,经过一段时间后球恰好垂直打在墙壁上的A点,已知球与球拍的作用点为B,A、B两点高度差为0.8m,B点和墙面之间的距离为1.2m,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。则下列说法中正确的是( )
A. 球到达A点时的速度大小为5m/s
B. 球在B点离开球拍时的速度大小为5m/s
C. 球从B点运动到A点的过程中速度变化量大小为4m/s
D. 球从B点运动到A点的过程中速度变化量大小为2m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】A.从A到B可看成平抛运动,根据乒乓球在竖直方向上的运动规律,由解得
球到达A点时的速度大小为
故A错误;
B.竖直分速度
球在B点离开球拍时的速度大小为
故B正确;
CD.球从B点运动到A点的过程中速度变化量大小为
故C正确D错误;
故选BC。
10. 如图所示,物体在一水平恒力F作用下沿光滑水平面向右运动,它的正前方有一根劲度系数足够大的弹簧,当物体接触弹簧后,下列说法中正确的是( )
A. 物体立即做减速运动
B. 物体仍一直做加速运动
C. 在一段时间内继续做加速运动,速度继续增大
D. 当弹簧处于最大压缩量时,物体的加速度不为零
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】ABC.当物体接触弹簧后,弹簧的弹力逐渐增大,开始阶段,弹力小于水平恒力F,合力方向向右,与速度方向相同,物体做加速运动,后来弹簧的弹力大于F,合力向左,与速度方向相反,物体做减速运动,所以物体接触弹簧后先加速后减速,所以AB错误;C正确;
D.当弹簧处于最大压缩量时,弹力大于F,物体的加速度向左,不为零,所以D正确;
故选CD。
11. 研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据,得到如图所示的“速度一位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略,根据图像信息,下列说法正确的有( )
A. 弹性绳原长小于15m
B. 当运动员下降10m时,处于超重状态
C. 当运动员下降15m时,绳的弹力最大
D. 当运动员下降20m时,其加速度方向竖直向上
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.由图像知,运动员下降15m时速度最大,此时加速度为零,合外力为零,弹力等于重力,弹性绳处于伸长状态,原长小于15m,A正确;
B.当运动员下降10m时,速度向下并且逐渐增大,加速度竖直向下,处于失重状态,B错误;
C.当运动员下降15m时,速度最大,运动员继续向下运动,弹性绳继续伸长,弹力继续增大,C错误;
D.当运动员下降20m时,运动员向下减速运动,其加速度方向竖直向上,D正确。
故选AD。
12. 如图甲所示,倾斜的传送带以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v-t图像如图乙所示,物块到达一定高度时速度为零,,,,则( )
A. 传送带的速度为4m/s
B. 物块上升的竖直高度为0.96m
C. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.5
D. 物块所受摩擦力方向一直与物块运动方向相反
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.如果小于,则物块向上做减速运动时加速度不变,与题图乙不符,因此物块的初速度一定大于。结合题图乙可知物块减速运动到与传送带速度相同时,继续向上做减速运动。由此可以判断传送带的速度为2m/s,A错误;
B.物块的位移等于v-t图线与横轴所围的面积,即
则上升的竖直高度为
B正确;
C.0~0.2s内,加速度
加速度大小
根据牛第二定律
0.2~1.2s内,加速度
加速度大小
根据牛第二定律
解得
C正确;
D.在0~0.2s内,摩擦力方向与物块的运动方向相反,0.2~1.2s内,摩擦力方向与物块的运动方向相同,D错误。
故选 BC。
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13. 物理学习小组利用实验室的器材设计了如图1所示的实验装置进行“验证两个互成角度的力的合成规律”实验,量角器竖直放置,结点O与量角器的中心点在同一位置。
(1)本实验采用的科学方法是___________(填选项序号)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
(2)实验中保持重物c质量不变以及O点位置不变,改变细绳与细绳的方向,细绳与细绳拉力的合力___________(填“变化”或“不变化”)。
(3)关于该实验,下列说法正确的是___________。
A. 弹簧测力计必须与量角器平行
B. 连接弹簧测力计的两细绳之间的夹角越大越好
C. 两细绳、必须垂直
(4)在某次实验中,弹簧测力计a、b的读数分别是、,然后只用弹簧测力计a测量物体重力,其读数为F,最后根据平行四边形定则作出、的合力。若操作正确,则作出的图应是图___________(填“2”或“3”)。
【答案】(1)B (2)不变化 (3)A
(4)2
【解析】
【小问1详解】
该实验是用一个力作用产生的作用效果与两个共同作用产生的作用效果相同来探究两个互成角度的力的合成规律,所以使用的科学方法是等效替代法。
故选B。
【小问2详解】
仅改变细绳与细绳的方向,细绳与细绳拉力的合力大小仍等于细绳的拉力大小,由于重物c质量不变以及O点位置不变,细绳的拉力不变化,则细绳与细绳拉力的合力不变化。
【小问3详解】
A.测量时弹簧测力计必须与量角器平行且在同一竖直平面内,故A正确;
BC.为减小实验误差,与两弹簧测力计相连的细绳之间的夹角要适当大一点,但不是越大越好,也不是一定要垂直,故BC错误。
故选A。
【小问4详解】
是通过实验得到的合力,一定沿竖直方向,合力是通过平行四边形得到的理论值,不一定在竖直方向上,则若操作正确,则作出的图应是图2。
14.
(1)在某次“探究物体加速度与力、质量的关系”实验中:实验室已经提供了带有滑轮的长木板、电火花计时器、细绳、纸带、小车、钩码、小盘、薄木块、夹子、刻度尺等器材外,为了完成此实验,还需要下图中的实验器材是________。
A. B. C. D.
(2)该实验中,进行“平衡摩擦力”的操作,正确的是______。
A. 其目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到细线的拉力
B. 其目的是为了使小车受到细线的拉力等于所挂槽码重力
C. 平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
D. 每次改变小车的质量时,都需要重新平衡摩擦力
(3)图1所示打点计时器的纸带安装方式,其中正确的是______。图中使用的打点计时器适配电压为______(填“约8V”“220V”)交流电;
(4)某同学利用图2装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验,打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图3是实验获得的一段纸带,每隔4个点取一个计数点,则计数点2的读数是______cm,打下计数点3时小车的速度v=______m/s,通过纸带数据计算出小车的加速度a=______m/s2(后两问计算结果均保留2位有效数字)。
(5)某同学利用测得的实验数据,得到的a—F图像如图4所示,从图判断该同学在实验操作过程中,图像没过原点是由于______,图像的末端出现弯曲是由于______。
A.小车和长木板之间的摩擦力平衡不足
B.小车和长木板之间的摩擦力平衡过度
C.小车的质量远大于槽码的总质量
D.小车的质量没能远大于槽码的总质量
【答案】(1)B (2)A
(3) ①. B ②. 8V
(4) ①. 9.73~9.80 ②. 0.65~0.66 ③. 0.81-0.87
(5) ①. B ②. D
【解析】
【详解】(1)电火花计时器需要连接220V交流电源;本实验需要用天平测量小车和钩码的质量;本实验不需要用弹簧测力计和秒表。
故选B。
(2)AB.该实验中,进行平衡摩擦力的目的是使小车受到的合外力等于小车受到细线的拉力,故A正确,B错误;
CD.平衡摩擦力时,应将细绳和重物去掉,利用小车重力沿木板向下的分力平衡摩擦力,则有
可得
可知次改变小车的质量时,都不需要重新平衡摩擦力,故CD错误。
故选A。
(3)[1]使用电磁打点计时器时,纸带应通过限位孔,压在复写纸下面,故选B。
[2]使用电磁打点计时器时,适配电压为8V左右交流电。
(4)[1]毫米刻度尺精度为1mm,计数点2的读数取值为9.73mm~9.80mm之间。
[2]因为每隔4个点取一个计数点,则相邻两个计数点间的时间间隔为
打下计数点3时小车的速度为
由于读数误差(0.65~0.66m/s均可)
[3]根据
可得小车的加速度为
由于读数误差(0.81~0.87m/s均可)
(5)[1]由图4可知,当外力F=0时小车就已经有了加速度,可知小车和长木板之间的摩擦力平衡过度,故选B;
[2]图像的末端出现弯曲是由于小车的质量没能远大于槽码的总质量,导致随着槽码的总质量增加,加速度较大时,小车受到的牵引力明显小于槽码的总重力,导致图像偏离,故选D。
15. 如图所示,某人距离平台右端x0=10m处起跑,以恒定的加速度向平台的右端冲去,离开平台后恰好落在地面上的小车车厢底板中心。设平台右端与车厢底板间的竖直高度H=1.8m,与车厢底板中心的水平距离x=1.2m,取g=10m/s2,求:
(1)人离开平台时的速度v0;
(2)人运动的总时间t。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设人在平台上运动的时间为t1,离开平台做平抛运动的初速度为v0,平抛运动的时间为t2,由平抛运动的规律有
,
解得
t2=0.6s,v0=2m/s
(2)人在平台上做匀加速直线运动,有
解得
t1=10s
人运动的总时间为
t=t1+t2
解得
t=10.6s
16. 如图所示,质量为2kg的金属块放在水平地面上,在大小为20N、方向与水平方向成37°角的斜向上拉力F作用下,从静止开始做匀加速直线运动,已知金属块与地面间的动摩擦因数µ0.5,力F持续作用2s后撤去(sin37°0.6,cos37°0.8,重力加速度g取10m/s2)。求:
(1)在F作用下,金属块的加速度为多大?
(2)撤去力F后金属块在地面上还能滑行了多远?
【答案】(1)6m/s2
(2)14.4m
【解析】
【小问1详解】
水平方向,根据牛顿第二定律
竖直方向,根据平衡关系
又
联立解得
【小问2详解】
力F作用阶段,根据运动学规律
撤去力F后,根据牛顿第二定律有
根据运动学规律
联立解得撤去力F后金属块在地面上还能滑行
17. 华师附中教工气排球比赛正激烈进行,阮级长原地跳起,在如图离地高度为H的O点用力将球以速度水平击出,球恰好落在对方底线内侧的B点,顺利拿下一分。下一球对方组织进攻,吊球过网,在球即将落地时,许级长一跃飞身救球,于地面A点将球成功救起,球以大小为、方向与水平方向成的速度斜向上飞出,过网后,与地面发生了一次弹性碰撞(碰后水平分速度不变,竖直分速度大小不变,方向相反),该球运动中离地最大高度也为H,恰好也落在B点。已知A点在O点的正下方,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求图中AB间水平距离x(用含有H、v1和g的函数式表示);
(2)求两球初速度大小之比;
(3)若球网设置在如图所示的C位置,两人击出的排球都恰好能飞过球网顶端,求:
①两球从被击出到球网顶端所用时间之比;
②球网的高度h(结果用H表示)。
【答案】(1);(2);(3)①;②
【解析】
【详解】(1)对阮级长击出的气排球,在竖直方向上做自由落体运动,有
在水平方向,做匀速直线运动,设 AB 间距离为 x1,有
x1=v1t
联立,解得
(2)对第二球,竖直方向,做竖直上抛运动,其中排球从最高点落地的过程,也做自由落体运动
如图,由竖直上抛运动的对称性,从 A 到 B 的过程,有
,x1=v1t
联立,解得
即
(3)①两球飞到球网的过程,水平方向上的分运动均为匀速直线运动,设AC间距离为x2,由于水平位移相等,有
x2=v1t1,x2= (v2cos60°)t2
可得
②如图,设第二次击球后到达的最高点位置为E,由竖直方向分运动性质,可知两次在OD、DE过程的时间相同,则对于第二次击球从A经D到最高点E,有
,
联立,解得
18. 质量为2kg的长木板A放在水平地面上,质量为1kg的物块B放在长木板的左端,给物块B施加一个水平向右的拉力,将从零开始逐渐增大,当为3N时,物块B和长木板A刚好要一起滑动,当为9N时,物块B刚好要相对长木板A滑动,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)A与地面之间的动摩擦因数大小和B与A之间的动摩擦因数大小;
(2)若开始拉物块B时,恒定为10N,结果拉力作用4s,物块B刚好从A上滑离,A的长度L为多少;
(3)用(2)问中作用时间后撤去,此后物块B刚好不滑离长木板A(长度L为(2)问中所求得的长度),则多大。
【答案】(1)0.1,0.7
(2)8m (3)
【解析】
【小问1详解】
长木板A与地面间的动摩擦因数为,整体受力分析得
解得A与地面之间的动摩擦因数为
设物块B与长木板A间的动摩擦因数为,对整体由牛顿第二定律
对物块B由牛顿第二定律
解得B与A之间的动摩擦因数为
【小问2详解】
由于拉力10N大于9N,因此物块与长木板发生相对滑动,设长木板的加速度为,则
解得
对物块B研究
解得
设木板的长为L,则
【小问3详解】
在(2)问中撤去F后,物块在长木板上滑行时的加速度大小
设从开始到物块滑到长木板右端时时间为t,则由运动学公式
解得
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